与えられた連立一次方程式 $4x - 5y - 2z = -8$ $-4x + 4y + z = -1$ $2x + y + z = 17$ について、$z$ の値をクラメルの公式を使って求め、選択肢の中から該当する数値を選ぶ問題です。$z$ の値は $\frac{\Delta_3}{|A|}$ で与えられます。ここで $|A|$ は係数行列の行列式、$\Delta_3$ は $A$ の第3列を右辺の定数ベクトルで置き換えた行列の行列式です。

代数学連立一次方程式クラメルの公式行列式
2025/7/4

1. 問題の内容

与えられた連立一次方程式
4x5y2z=84x - 5y - 2z = -8
4x+4y+z=1-4x + 4y + z = -1
2x+y+z=172x + y + z = 17
について、zz の値をクラメルの公式を使って求め、選択肢の中から該当する数値を選ぶ問題です。zz の値は Δ3A\frac{\Delta_3}{|A|} で与えられます。ここで A|A| は係数行列の行列式、Δ3\Delta_3AA の第3列を右辺の定数ベクトルで置き換えた行列の行列式です。

2. 解き方の手順

まず、係数行列 AA と定数ベクトル bb を書き出します。
A=(452441211)A = \begin{pmatrix} 4 & -5 & -2 \\ -4 & 4 & 1 \\ 2 & 1 & 1 \end{pmatrix}, b=(8117)b = \begin{pmatrix} -8 \\ -1 \\ 17 \end{pmatrix}
次に、A|A| を計算します。
A=4(41)(5)(42)+(2)(48)=4(3)+5(6)2(12)=1230+24=6|A| = 4(4-1) - (-5)(-4-2) + (-2)(-4-8) = 4(3) + 5(-6) - 2(-12) = 12 - 30 + 24 = 6
次に、Δ3\Delta_3 を計算するために、AA の第3列を bb で置き換えた行列を作ります。
(4584412117)\begin{pmatrix} 4 & -5 & -8 \\ -4 & 4 & -1 \\ 2 & 1 & 17 \end{pmatrix}
そして、Δ3\Delta_3 を計算します。
Δ3=4(417(1)1)(5)(417(1)2)+(8)(4142)=4(68+1)+5(68+2)8(48)=4(69)+5(66)8(12)=276330+96=42\Delta_3 = 4(4 \cdot 17 - (-1) \cdot 1) - (-5)(-4 \cdot 17 - (-1) \cdot 2) + (-8)(-4 \cdot 1 - 4 \cdot 2) = 4(68+1) + 5(-68+2) - 8(-4-8) = 4(69) + 5(-66) - 8(-12) = 276 - 330 + 96 = 42
最後に、z=Δ3Az = \frac{\Delta_3}{|A|} を計算します。
z=426=7z = \frac{42}{6} = 7

3. 最終的な答え

7

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